为什么飞机翅膀不动飞机也能飞?
牛顿三大运动定律
第一定律:除非受到外来的作用力,否则物体的速度(v)会保持不变 没有受力即所有外力合力为零,当飞机在天上保持等速直线飞行时,这时飞机所受的合力为零,与一般人想像不同的是,当飞机降落保持相同下沉率下降,这时升力与重力的合力仍是零,升力并未减少,否则飞机会越掉越快。
第二定律:质量为m的物体动量(p = mv)变化率是正比於外加力 F 且发生在力的方向 此即著名的 F=ma 公式,当物体受一个外力后,即在外力的方向产生一个加速度,飞机起飞滑行时引擎推力大於阻力,於是产生向前的加速度,速度越来越快阻力也越来越大,迟早引擎推力会等於阻力,於是加速度为零,速度不再增加,当然飞机此时早已飞在天空了。
第三定律:作用力与反作用力是数值相等且方向相反。 你踢门一脚,你的脚也会痛,因为门也对你施了一个相同大小的力 力的平衡 作用於飞机的力要刚好平衡,如果不平衡就是合力不为零,依牛顿第二定律就会产生加速度,为了分析方便我们把力分为X、Y、Z三个轴力的平衡及绕X、Y、Z三个轴弯矩的平衡。 轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度,飞行中的飞机受的力可分为升力、重力、阻力、推力,升力由机翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力产生,阻力由空气产生,我们可以把力分解为两个方向的力,称 x 及 y 方向〔当然还有一个z方向,但对飞机不是很重要,除非是在转弯中〕,飞机等速直线飞行时x方向阻力与推力大小相同方向相反,故x方向合力为零,飞机速度不变,y方向升力与重力大小相同方向相反,故y方向合力亦为零,飞机不升降,所以会保持等速直线飞行。 弯矩不平衡则会产生旋转加速度,在飞机来说,X轴弯矩不平衡飞机会滚转,Y轴弯矩不平衡飞机会偏航、Z轴弯矩不平衡飞机会俯仰。
所谓的“翅膀”学名叫做机翼。而所谓的“后半部分”其实是指的襟翼。飞机所以能够飞行,靠的是机翼与空气的相对运动产生的升力。或者再具体说,是因为机翼的剖面即我们说指的“翼型”在与空气的相对运动中能够产生上下翼面的压强差继而产生升力。而这个压强差与翼型的弯度等相关几何参数有着直接关系。简单说,在一定范围内,翼型的弯度越大,升力越大,同时,阻力也越大。此外,我们还需要知道,升力的大小与前面提到的相对运动的速度大小也有类似关系。
在飞机起飞阶段,我们希望飞机在短时间内能够获得足够的升力起飞,因此,需要对飞机加速,同时需要机翼能够产生更大的升力。所以需要将襟翼弯下一定的角度,增大机翼的升力。由于打开襟翼会增加飞机的阻力,所以襟翼并不完全打开。
在飞机降落阶段,出于对安全角度的考虑,我们希望飞机在维持一定升力的情况下有较小的飞行速度,因此,我们需要把襟翼打到最大。一方面,这样可以获得较大的升力,另一方面,可以提供一定的阻力来帮助飞机减速着陆。飞机翅膀下面是平的,而上面有一定的弧度,这样,飞机再开动时流过飞机机翼的空气流速就不同,上面的较快,根据空气动力学原理,这是就产生一个向上的力,也就是常说的升力,当飞机加速到一定速度是所产生的力就足以让飞机飞起来了。
2014-03-06
我们知道,飞机所以能够飞行,靠的是机翼与空气的相对运动产生的升力。或者再具体说,是因为机翼的剖面即我们说指的“翼型”在与空气的相对运动中能够产生上下翼面的压强差继而产生升力。而这个压强差与翼型的弯度等相关几何参数有着直接关系。简单说,在一定范围内,翼型的弯度越大,升力越大,同时,阻力也越大。此外,我们还需要知道,升力的大小与前面提到的相对运动的速度大小也有类似关系。
在飞机起飞阶段,我们希望飞机在短时间内能够获得足够的升力起飞,因此,需要对飞机加速,同时需要机翼能够产生更大的升力。所以需要将襟翼弯下一定的角度,增大机翼的升力。同时,由于打开襟翼会增加飞机的阻力,所以襟翼并不完全打开。
在飞机降落阶段,出于对安全角度的考虑,我们希望飞机在维持一定升力的情况下有较小的飞行速度,因此,我们需要把襟翼打到最大。一方面,这样可以获得较大的升力,另一方面,可以提供一定的阻力来帮助飞机减速着陆。
呃,具体情况会更加复杂一些。但若仅了解工作原理,这样理解是没有任何问题的。
飞机不动机翼也能飞,鸟儿不动翅膀也能飞,这事你信吗?
2014-03-06